Las cizallas para placas oscilantes se utilizan ampliamente debido a su estructura simple, baja tasa de fallas, alta eficiencia de corte y capacidad para evitar que la placa se hunda, deforme y distorsione después del corte, a diferencia de las cizallas para placas comunes. Esto se debe principalmente a que adoptan principalmente un filo oblicuo.
Durante el proceso de corte, la torreta de corte giratoria gira, lo que provoca que cambien el ángulo de la hoja y el espacio libre. Sin embargo, en el proceso de diseño, el cálculo de la fuerza cortante de la viga oscilante a menudo se basa en la fórmula de cálculo de la fuerza cortante de movimiento rectilíneo del soporte de la hoja. Esto puede provocar cálculos inexactos, desviaciones del tamaño del proyecto y afectar aún más su desempeño normal.
1. Cálculo de la fuerza cortante.
El cálculo de la fuerza cortante en máquinas cortadoras de cuchillas oblicuas que mueven el portaherramientas en línea recta utiliza principalmente la fórmula de Nosari, propuesta por académicos de la antigua Unión Soviética.
En la fórmula:
- σ – Límite de resistencia de la lámina a cortar, N/mnm;
- δ – Ductilidad de la lámina a cortar;
- H – Espesor de la hoja a cortar, mm;
- α – Ángulo de corte, grados;
- X, Y, Z: coeficiente de fuerza de flexión, valor relativo de la holgura lateral de la hoja de corte y coeficiente de presión del material.
Claramente, la fórmula (1) no tiene en cuenta el proceso de corte después de cambios en el ángulo de corte, y la holgura de corte también se considera en función de un valor único. Como resultado, sólo es adecuado para la estructura de cuchilla que realiza un corte con movimiento lineal.
2. Ángulo de corte y espacio libre de corte
En las cizallas para placas de tipo oscilante, para mantener una holgura y un ángulo de corte constantes durante el proceso de corte, la superficie de montaje de la hoja en el portaherramientas debe mecanizarse en una superficie en espiral en el espacio.
Sin embargo, en la práctica, para simplificar el proceso de mecanizado y tener en cuenta la forma de la cuchilla (que suele ser rectangular con una superficie posterior plana), la superficie en espiral se mecaniza directamente en un plano paralelo al eje de rotación de la cuchilla. portaherramientas.
Como se muestra en la Figura 1, existe una posición de instalación ideal en AA' y una posición de instalación real en BB' (donde Ф representa el ángulo de corte en la figura).
2.1 Ángulo de corte
Debido a que la herramienta no se instala según la superficie en espiral, el método de instalación actual implica hacer que la hoja sea tangencial a la superficie de instalación a una cierta altura.
Esto significa que cuando la hoja se monta en el portaherramientas con un cierto ángulo de corte Ф, la hoja siempre es tangente a AA' (como se muestra en la Figura 1) debido al ajuste de los tornillos.
Fig. 1 Diagrama de instalación de la hoja de tijera con placa oscilante
Para garantizar la calidad del corte, la cizalla de placa oscilante se eleva por encima del plano y del eje de rotación de la mesa para mantener un ángulo libre constante γ durante el proceso de corte.
Sin embargo, debido a que el plano de montaje de la hoja es paralelo al eje de rotación del portaherramientas, solo se puede instalar un cierto espesor y altura de hoja en BB' o paralelo a él.
Como se muestra en el lado izquierdo de la Figura 1, la hoja cambia de la posición ideal tangente al punto A a la posición BN tangente al punto N. Esto da como resultado un cambio en el ángulo de corte como se muestra en la Figura 2.
Cuando el punto de corte se mueve del punto M al punto B, el ángulo de corte cambia gradualmente de γ (que debe mantenerse en un valor constante) a γ = γ' + β.
Cuando el punto de corte se mueve del punto B al punto M, γ' = γ – β, como se muestra en la Figura 2 (a).
Fig. 2 Cambio en el ángulo y radio de rotación del filo de la cuchilla en el procesamiento de cizalla con placa oscilante
Si la longitud de la hoja de corte es l, el ángulo de corte es Ф y el radio de rotación de la hoja es R, la relación geométrica que se muestra en la Figura 2b se obtiene cuando se utiliza toda la hoja.
Si se usan n hojas y el espesor se ajusta usando cuñas de ajuste, así:
A partir de la longitud total, se puede ver que el rango del ángulo posterior de la hoja durante el corte es γ ± β.
2.2 Espacio libre de corte
Para facilitar la instalación y mejorar la calidad de la cizalla, las cizallas de placa oscilante generalmente utilizan hojas largas.
Cuando la hoja se instala en el portaherramientas a lo largo de la dirección del eje con un ángulo de corte Ф, si el punto de corte se mueve de B' a B (Figura 1) durante el proceso de corte, el radio real de rotación del portaherramientas aumentará.
Suponiendo que el radio de rotación es R, el ángulo de corte es Ф y la longitud del portaherramientas es l, la diferencia entre el radio máximo de rotación OB y R se muestra en la Figura 2 (b):
Para garantizar que el filo no dañe la mesa durante el proceso de corte, es necesario mantener una holgura de corte △ mayor que △R.
Tomando como ejemplo la tijera cortadora de placas tipo oscilante QC12Y-6×200, con radio de rotación de R = 469 mm, ángulo de corte de Ф = 1,5° y longitud de hoja de 1100 mm con 3 piezas, reemplazando estos valores en las fórmulas (3 ) y (4) dan β ≈ 5° y △R = 1,87 mm, respectivamente.
3. Impacto
Durante el proceso de corte de placas, la calidad y la resistencia del corte dependen en gran medida del espacio de corte. Los efectos del corte y el desprendimiento coexisten durante el proceso, y el aumento en la brecha de corte da como resultado una mayor proporción de desprendimiento, pero al mismo tiempo, la calidad del corte empeora.
Para cortar placas gruesas, la holgura de corte generalmente debe controlarse dentro del rango del 8 % al 12 % según la experiencia. Sin embargo, el uso de tecnología de superficie de montaje de hoja de tijera de tipo oscilante simplificada dificulta el cumplimiento de este requisito.
Cuando la brecha de corte excede el valor empírico, inevitablemente conducirá a cambios en la fuerza de corte. La ecuación (1) muestra que un aumento en el espacio de corte conduce a un aumento en el valor relativo del espacio lateral de la hoja de corte, lo que finalmente resulta en un aumento en la fuerza de corte requerida durante el proceso de corte.
Durante el proceso de corte, la acción de corte aumentará el movimiento de corte de dos maneras:
En primer lugar, aumentará la fuerza de corte, lo que provocará una mayor pérdida de potencia.
En segundo lugar, aumentará la deformación plástica de la placa, lo que provocará una mayor fricción entre la cuchilla y la placa de corte. Esto aumentará la fuerza de corte necesaria para cortar y reducirá la vida útil de la herramienta.
Por lo tanto, para la cizalla de placa de tipo oscilante, es apropiado elegir un valor relativamente mayor de la holgura lateral de la hoja de corte y del coeficiente de desgaste de la hoja cuando se utiliza la fórmula (1) para calcular la fuerza de corte, a fin de compensar el impacto de los factores anteriores. .
Para garantizar la calidad del corte y evitar la fricción de la placa entre la hoja y la superficie posterior de la hoja, el diseño de la cizalla de placa tipo oscilante requiere que el ángulo entre la hoja posterior y la superficie vertical de la mesa sea de 1,5° a 2,0°. durante el proceso de esquila.
Según el análisis anterior, el cambio del ángulo de incidencia del corte de la placa tipo balancín es γ ± β durante el proceso de corte.
Después de calcular β ≈ 5° en el corte de la viga oscilante QC12Y-6×200, es difícil garantizar los requisitos de diseño del ángulo posterior. En el proceso de corte, incluso un ángulo posterior negativo puede intensificar el desgaste y el calor de la hoja, e incluso producir extrusión, reduciendo la resistencia de la hoja.
Para evitar esta situación, se requiere un ángulo fijo θ entre la parte frontal de la hoja y la superficie vertical de la mesa en el diseño del portaherramientas de corte de placa de tipo oscilante (ver Figura 3). Siempre que θ sea mayor o igual a -β, no habrá fenómeno de compresión entre la pala y la placa. Este ángulo no se describe en algunos documentos y se recomienda que sea de 5° a 7°.
Fig. 3 Diagrama esquemático de la estructura de la hoja de tijera giratoria hidráulica.
4 . Conclusión
El cálculo de la fuerza cortante en cizallas de placa de tipo oscilante generalmente se realiza utilizando el portaherramientas para obtener el movimiento lineal en la fórmula para cizalla de hoja oblicua.
Aunque teóricamente es posible, el proceso de mecanizado real implica simplificar la superficie de montaje de la hoja de una superficie espacial en espiral a una plana. Esto da como resultado cambios en la holgura de corte y en el ángulo de retroceso de corte durante el proceso de corte.
Los cambios en el espacio libre de corte pueden afectar la fuerza de corte y disminuir la calidad del proceso de corte. Por el contrario, los cambios en el ángulo posterior después del corte pueden causar desgaste e incluso extrusión entre la hoja y la placa, lo que en última instancia aumenta la fuerza de corte.
En la actualidad, el proceso simplificado se utiliza comúnmente en la fabricación de la superficie de montaje de la hoja de tijeras de tipo plato giratorio. Por lo tanto, es esencial considerar la influencia de la holgura de corte y el cambio en el ángulo posterior al calcular la fuerza de corte.
